État des lieux de l'Internet post-quantique en 2025

Cette semaine, la dernière d'octobre 2025, nous avons franchi une étape importante concernant la sécurité d'Internet : la majorité du trafic d'origine humaine destiné à Cloudflare utilise le chiffrement post-quantique pour atténuer les menaces suivant l'approche collecter maintenant/déchiffrer plus tard.

Nous souhaitons profiter de ce moment de joie pour faire le point sur l'état actuel du processus de migration d'Internet vers le chiffrement post-quantique (PQC, Post-Quantum Cryptography) et sur le long chemin qui reste encore à parcourir. Notre dernière vue d'ensemble remonte à 21 mois et l'actualité s'est révélée particulièrement chargée depuis. Une grande partie des événements que nous avions prédits se sont réalisés : finalisation des normes NIST, adoption généralisée du chiffrement post-quantique, roadmaps plus détaillées de la part des organismes de réglementation, progrès dans la mise au point des ordinateurs quantiques, compromission d'une partie des algorithmes de chiffrement (pas d'inquiétude : rien de comparable à l'offre déployée) et avènement de nouveaux développements passionnants dans le domaine du chiffrement.

Toutefois, quelques surprises se trouvaient également au programme : nous avons effectué un grand pas en avant vers le « Q-Day » (le « Jour de l'avènement du quantique ») en raison de l'amélioration des algorithmes quantiques. L'un d'entre eux nous a d'ailleurs causé une grande frayeur. Voilà un aperçu des sujets que nous aborderons ici, parmi bien d'autres. Nous nous intéresserons également à ce que nous pouvons attendre dans les années à venir et à ce que vous pouvez faire dès aujourd'hui.

La menace quantique

Commençons par le commencement. Pourquoi changeons-nous d'approche cryptographique ? Tout bonnement à cause des ordinateurs quantiques. Plutôt que de se limiter aux zéros et aux uns, ces incroyables appareils calculent en s'appuyant sur un ensemble encore plus étendu des possibilités présentées par la nature : la superposition quantique, l'interférence et l'intrication. Ces phénomènes permettent aux ordinateurs quantiques d'exceller dans certains calculs très spécifiques, notamment la simulation de la nature elle-même. Cet aspect s'avérera d'ailleurs très utile pour développer de nouveaux matériaux.

Les ordinateurs quantiques ne remplaceront toutefois pas les ordinateurs classiques. En réalité, ils se révèlent bien moins performants que les ordinateurs classiques pour la plupart des tâches importantes de notre quotidien. Vous pouvez les considérer comme des cartes graphiques ou des moteurs neuronaux : des outils spécialisés dans la réalisation de calculs spécifiques et non des appareils à usage général.

Malheureusement, les ordinateurs quantiques excellent également dans le déchiffrage de méthodes de chiffrement reposant sur des clés encore couramment utilisées aujourd'hui, comme le chiffrement RSA et le chiffrement basé sur les courbes elliptiques (ECC, Elliptic Curve Cryptography). Nous évoluons ainsi vers le chiffrement post-quantique, à savoir une approche cryptographique conçue pour résister aux attaques quantiques. Nous discuterons plus tard de l'impact exact du quantique sur les différents types de chiffrement.

Pour le moment, les ordinateurs quantiques se montrent plutôt anémiques. Ils ne sont tout simplement pas assez performants à l'heure actuelle pour briser les clés cryptographiques utilisées en conditions réelles. Ce n'est pas pour autant que nous devons cesser de nous inquiéter pour le présent. Le trafic chiffré peut ainsi être collecté aujourd'hui et déchiffré après le Q-Day, c'est-à-dire le jour où les ordinateurs quantiques seront capables de briser les méthodes de chiffrement encore largement utilisées à l'heure actuelle, comme le RSA-2048. C'est ce que nous appelons une attaque de type « collecter maintenant, déchiffrer plus tard ».

Si l'on utilise la factorisation comme référence, les ordinateurs quantiques n'impressionnent en aucune façon : le plus grand nombre factorisable par un ordinateur quantique (sans tricher) est 15, un record facilement battu de bien des manières pour le moins « ludiques ». Il est tentant d'ignorer les réalisations des ordinateurs quantiques tant que leurs capacités en matière de factorisation ne surpassent pas celles des ordinateurs classiques, mais ce serait commettre une grave erreur. Toutes les estimations, même les plus prudentes, situent le Q-Day moins de trois ans après le jour où les ordinateurs quantiques parviendront à supplanter les ordinateurs classiques en matière de factorisation. Alors, comment suivre leur progression dans ces circonstances ?

Numérologie quantique

Deux catégories sont à prendre en compte dans la marche vers le Q-Day : les progrès réalisés au niveau du matériel quantique et les améliorations algorithmiques apportées aux logiciels qui fonctionnent sur ces équipements physiques. Nous avons constaté d'importantes évolutions sur ces deux fronts.

Progrès réalisés au niveau du matériel quantique

La presse annonce tous les ans, avec une régularité d'horlogerie, le lancement de nouveaux ordinateurs quantiques affichant un nombre record de qubits. Toutefois, l'accent mis sur le nombre de qubits se révèle là encore assez trompeur. Pour commencer, les ordinateurs quantiques sont des machines analogiques. Un certain bruit vient donc toujours interférer avec leurs calculs.

De même, de grandes différences existent entre les différents types de technologie utilisées pour bâtir une machine quantique : les ordinateurs quantiques reposant sur le silicium semblent faciles à redimensionner à l'échelle souhaitée et exécutent rapidement les instructions reçues, mais disposent de qubits très bruyants. Ils n'en sont pas inutiles pour autant. En effet, les codes de correction d'erreurs quantiques permettent de transformer efficacement des millions de qubits à base de silicium bruyants en quelques milliers de qubits haute fidélité, soit un nombre qui pourrait suffire à briser le chiffrement RSA. Les ordinateurs quantiques à ions piégés, quant à eux, présentent beaucoup moins de bruit, mais se révèlent plus difficiles à faire évoluer. Seules quelques centaines de milliers de qubits à ions piégés pourraient potentiellement venir à bout du code du RSA-2048.

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